Подшипники упорные 45х73 мм
Подшипники упорные шариковые 45х73 мм: технические характеристики, применение и подбор
Упорный шариковый подшипник с размерами 45х73 мм является стандартизированным узлом качения, предназначенным для восприятия исключительно осевых нагрузок. Его габариты – внутренний диаметр 45 мм и внешний диаметр 73 мм – относятся к распространенному типоразмеру, востребованному в различных отраслях промышленного оборудования. Данный подшипник не предназначен для комбинированных или радиальных нагрузок, его основная функция – обеспечение точного вращения и минимального трения при значительном осевом усилии, действующем вдоль вала.
Конструкция и маркировка
Подшипник 45х73 мм, как правило, выполняется в исполнении 51109 по ГОСТ 7872-89 или 51109 по ISO 104. Это однорядный упорный шариковый подшипник, состоящий из следующих основных компонентов:
- Две шайбы (кольца): Верхнее кольцо (насаживается на вал, имеет внутренний диаметр 45 мм и посадочное отверстие с допуском h9) и нижнее кольцо (устанавливается в корпус, имеет наружный диаметр 73 мм). Посадочные поверхности колец имеют сферическую форму для обеспечения самоустановки и компенсации несоосности.
- Сепаратор с шариками: Комплект шариков, удерживаемых в определенном положении сепаратором. Сепаратор может быть выполнен из штампованной стали (обозначение J), полиамида (TN, TNG) или латуни (M). От материала сепаратора зависят допустимые скорости вращения и стойкость к температурным воздействиям.
- Динамическая грузоподъемность (C): 39.0 – 42.5 кН. Это эквивалентная осевая нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение расчетного срока службы в 1 миллион оборотов.
- Статическая грузоподъемность (C0): 83.0 – 90.0 кН. Это постоянная осевая нагрузка, которую подшипник может воспринять без остаточной деформации тел качения и дорожек при неподвижном или медленно вращающемся валу.
- Со стальным сепаратором: от -30°C до +120°C (кратковременно до +150°C).
- С полиамидным сепаратором (TN): от -30°C до +120°C (максимум +150°C, но с деградацией полимера).
- С сепаратором из PTFE или специальными смазками: диапазон может быть расширен.
- Вертикальные центробежные насосы: Для восприятия веса ротора и гидравлических осевых сил.
- Редукторы червячные и цилиндрические вертикальные: В качестве опоры червяка или выходного вала.
- Оборудование металлургической промышленности: В механизмах подъема, поворотных устройствах.
- Горизонтальное оборудование с разделением радиальной и осевой нагрузки: Осевая составляющая передается на упорный подшипник, установленный в паре с радиальными подшипниками качения или скольжения.
Основные размеры и характеристики стандартного подшипника 51109:
| Параметр | Обозначение | Значение, мм |
|---|---|---|
| Внутренний диаметр (вала) | d | 45 |
| Наружный диаметр (корпуса) | D | 73 |
| Высота подшипника | T | 20 |
| Диаметр отверстия нижнего кольца | d1 | ≈ 47 |
| Диаметр посадочной поверхности верхнего кольца | D1 | ≈ 70 |
Динамическая и статическая грузоподъемность
Грузоподъемность – ключевой параметр при выборе. Для подшипника 51109 типовые значения, согласно каталогам ведущих производителей (SKF, FAG, NSK), составляют:
Материалы, смазка и рабочие температуры
Стандартные подшипники изготавливаются из подшипниковой стали (например, 100Cr6). Для работы в агрессивных средах или при повышенных температурах применяются подшипники из нержавеющей стали (марка AISI 440C), однако их грузоподъемность будет ниже. Большинство упорных подшипников поставляются с консервационной смазкой (чаще всего литиевой). Для долгосрочной работы требуется пополнение смазочного материала через пресс-масленки в корпусе. Рабочий температурный диапазон стандартных подшипников ограничен стабильностью смазки и материалов сепаратора:
Области применения в энергетике и промышленности
Упорный подшипник 45х73 мм находит применение в узлах, где вал испытывает значительные осевые усилия:
Особенности монтажа и эксплуатации
Правильная установка критически важна для упорных подшипников. Верхнее (вращающееся) кольцо должно быть установлено на вал с натягом (посадка h9). Нижнее (неподвижное) кольцо монтируется в корпус с небольшим зазором (посадка H8). Обязательно требуется обеспечить точную параллельность посадочных поверхностей колец и корпуса. Несоосность приводит к эксцентрической нагрузке на шарики, локальному перегреву и преждевременному выходу из строя. При монтаже усилие должно передаваться только на то кольцо, которое садится с натягом. Запрещается передавать монтажное усилие через шарики. Необходима защита от попадания абразивных частиц и обеспечение регулярной подачи пластичной смазки.
Сравнение с другими типами упорных подшипников
Для диаметра 45 мм могут также применяться и другие типы упорных подшипников, выбор которых зависит от условий работы:
| Тип подшипника | Обозначение (пример) | Особенности | Применение относительно 51109 |
|---|---|---|---|
| Упорный шариковый двухрядный | 52209 | Воспринимает осевые нагрузки в двух направлениях. Имеет большую высоту. | Когда осевая нагрузка реверсивная. |
| Упорно-радиальный роликовый сферический | 29209 | Воспринимает значительные осевые и умеренные радиальные нагрузки, самоустанавливающийся. | При наличии значительной несоосности и комбинированной нагрузке. |
| Упорный игольчатый | AXK 4567 | Малой высоты, для высоких осевых нагрузок при низких скоростях. | При жестких ограничениях по высоте узла. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подшипник 51109 от 81209?
Подшипник 81209 – это упорный роликовый цилиндрический подшипник с размерами 45х73х20 мм. Несмотря на идентичные габариты, его грузоподъемность в 1.5-2 раза выше, чем у шарикового 51109, за счет линейного контакта роликов. Однако он менее терпим к перекосу и рассчитан на значительно меньшие предельные частоты вращения. Выбор зависит от приоритета: нагрузка (81209) или скорость (51109).
Можно ли использовать подшипник 45х73 мм для восприятия радиальной нагрузки?
Нет, категорически не рекомендуется. Конструкция упорного шарикового подшипника не рассчитана на радиальные нагрузки. Даже незначительная радиальная составляющая приведет к резкому снижению ресурса, заклиниванию и разрушению подшипника. Радиальные нагрузки должны восприниматься отдельно установленными радиальными подшипниками.
Как правильно смазывать данный подшипник в условиях постоянной эксплуатации?
Для долговременной работы в редукторах или насосах необходима регулярная пополняемая пластичная смазка. В корпусе узла должны быть предусмотрены каналы для подачи смазки непосредственно в зону контакта шариков с дорожками качения и полости для выхода старой смазки. Интервал и тип смазки (например, Li-комплексные NLGI 2) определяются руководством по эксплуатации конкретного агрегата, скоростью вращения и температурой.
Каков типовой расчетный ресурс подшипника 51109?
Номинальный расчетный ресурс L10 (время, в течение которого 90% подшипников из партии должны отработать без признаков усталости материала) рассчитывается по формуле на основе динамической грузоподъемности (C) и эквивалентной осевой нагрузки (P). При нагрузке, равной 10% от динамической грузоподъемности (P=0.1C), ресурс может превышать 50 000 часов. Однако на практике ресурс сильно зависит от условий монтажа, чистоты смазки, вибраций и температурного режима.
Как определить необходимость замены упорного подшипника?
Основные признаки износа или повреждения: повышенный шум (гудение, скрежет) при работе, увеличение осевого люта вала сверше допустимого (обычно более 0.1-0.2 мм), локальный нагрев корпуса подшипникового узла выше +80°C при нормальных условиях работы, наличие в отработанной смазке металлической стружки или осколков.
Заключение
Упорный шариковый подшипник 45х73 мм (тип 51109) является надежным и стандартизированным решением для узлов, работающих под значительной односторонней осевой нагрузкой. Его правильный подбор, учитывающий не только габариты, но и динамическую грузоподъемность, тип сепаратора, материал и условия смазки, определяет долговечность и надежность всего механизма. Ключевым условием успешной эксплуатации является строгое соблюдение правил монтажа, исключающее перекосы и радиальное нагружение, а также организация эффективной системы смазывания.